太阳内部的光子传播到表面需要一百万年的时间。又一个典型的谣言。
并没有。从本质上讲,在太阳核心产生的光子永远不会到达太阳表面。实际上,这碰巧也是一件好事。日核温度超过 1500 万 K,这意味着那里产生的大多数光子都是坚硬而致命的伽马射线,而非可见光。
然而,在太阳核心处密度极高,而且几乎不透明,因此任何光子,甚至是高能伽马射线光子,都会很快被周围致密的物质(主要是完全电离的氢)吸收。
不过说它是不透明的,它又不是完全不透明的:它足够透明,可以让高能光子在被吸收之前先传播一点。因此,辐射是热量从太阳深层转移到外层的主要机制。但是没有一个光子会从太阳核心一路旅行几十万公里到达对流层。
尽管如此,我们可以计算聚变产生的能量传输到表面需要多长时间,或者反过来,在任何给定的时间,有多少能量以光子的形式(即“光子气体”)包含在传输中。这些计算是近似的,但可以粗略告诉我们,一个日核的光子在经历吸收、再辐射、再吸收…的过程将能量传输到表面需要大约 100 万年的时间。因此,才有了“一个光子需要一百万年才能到达太阳表面”的说法。但实际上被传输的东西只是能量而已,那个最初的光子早就经历过无数次转变了。
另一方面,在太阳外层,辐射的作用减弱,对流取而代之。就像沸腾的液体,通过不断搅动,将热量从内部输送到表面。到达表面的热气可以自由地将自身的热量辐射到太空中,冷却下来并再次沉入内部。
最终,太阳表面被加热到约 6,000K,并作为一个近乎完美的热力学黑体辐射,产生了你所看到的大部分光线。但那是太阳表面热气的热辐射,而不是从内部传来的。
之后,正如你所知的,阳光以每秒 30 万公里的速度在太空中畅通无阻地传播,大约需要 500 秒才能覆盖日地距离:1.5 亿公里。